KOLOM KANAL C GANDA BERPENGISI BETON RINGAN DENGAN BEBAN KONSENTRIK

KOLOM KANAL C GANDA BERPENGISI BETON RINGAN DENGAN BEBAN KONSENTRIK Laporan Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana dari Universitas Atma jaya Yogyakarta Oleh : DENY PETRISIUS PROBO JIWANDONO NPM : 060212491 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA, DESEMBER 2010

Yogotag Hubulug Motog Hanorogo Hari Esok Harus Lebih Baik Dari Pada Hari Ini (Wamena) Skripsi ini kupersembahkan untuk : Tuhan Yesus Kristus, Papi & Mami, Adikku Agung & Adi, Sahabat- sahabatku semua.

KATA HANTAR Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat, bimbingan dan perlindungan-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat menyelesaikan pendidikan tinggi Program Strata-1 di Fakultas Teknik Program Studi Teknik Sipil Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Penulis berharap melalui tugas-akhir ini semakin menambah dan memperdalam ilmu pengetahuan dalam bidang Teknik Sipil baik oleh penulis maupun pihak lain. Dalam menyusun Tugas Akhir ini penulis telah mendapat banyak bimbingan, bantuan, dan dorongan moral dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. AM. Ade Lisantono, M.Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta dan sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan sabar meluangkan waktu untuk memberi petunjuk, membimbing dan telah memberi dana sebesar Rp 1.500.000,00 kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Ir. Junaedi Utomo, M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta. 3. Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah memberikan dana sebesar Rp 750.000,00 kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Ir. Haryanto Yoso Wigroho, MT, selaku Kepala Laboratorium Struktur dan Bahan Bangunan yang telah memberikan saran dalam pelaksanaan pengujian di laboratorium.

5. V. Sukaryantoro, selaku Staf Laboratorium Struktur dan Bahan Bangunan yang telah membantu dalam pelaksanaan pengujian di laboratorium. 6. Seluruh Dosen Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah bersedia mendidik, mengajar, dan memberikan ilmunya kepada penulis. 7. Papi, Mami, kedua adik saya Agung dan Adi yang telah memberi doa dan dukungan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 8. Sahabat-sahabatku Emy, Elpi, Dio, Engkonk, khunti, Jep. Terima kasih atas persahabatan dan kebersamaan yang telah kita jalani. 9. Para senior mas Panji, mas Adit, mas Damar, mbak Meita yang senantiasa membantu penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 10. Seluruh teman-teman di Universitas Atmajaya Yogyakarta, baik yang seangkatan maupun berbeda angkatan. Terima kasih atas kebersamaannya. 11. Serta pihak-pihak lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan masukan berupa kritik dan saran yang membangun. Yogyakarta, November 2010 Deny P. Probo Jiwandono NPM : 060212491

DAFTAR ISI HALAMAN HALAMAN JUDUL... i PENGESAHAN... ii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA HANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii INTISARI... xiv BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Manfaat Penelitian Tugas Akhir... 4 1.5 Tujuan Penulisan Tugas Akhir... 4 1.6 Lokasi dan Waktu Penelitian Tugas Akhir... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6 2.1 Beton... 8 2.2 Baja... 12 2.3 Bahan Penyusun Beton... 14 2.3.1 Semen Portland... 14 2.3.2 Air... 17 2.3.3 Agregat... 19 2.3.3.1 Agregat Halus... 21 2.3.3.2 Agergat Kasar Buatan... 24 2.4 Kolom... 27 BAB III LANDASAN TEORI... 30 3.1 Pendahuluan... 30 3.2 Kuat Tekan Beton... 31 3.3 Modulus Elastisitas Beton... 33 3.4 Kuat Lentur Baja... 34 3.5 Kelangsingan Kolom... 37 3.6 Teori Euler... 40 3.7 Stabilitas Plat... 44 3.8 Plat Kopel... 47 BAB IV PELAKSANAAN PENELITIAN... 48 4.1 Tahapan Persiapan... 48 4.1.1 Bahan dan Peralatan Penelitian... 48 4.1.1.1 Bahan Penelitian... 48 4.1.1.2 Peralatan Penelitian... 49 4.2 Tahap Pemeriksaan Bahan... 56 4.2.1 Pemeriksaan Berat Jenis dan Penyerapan Pasir... 57 4.2.2 Pemeriksaan Kandungan Zat Organik dalam Pasir... 59

4.2.3 Pemeriksaan Kandungan Lumpur dalam Pasir... 60 4.2.4 Pemeriksaan Gradasi Pasir... 62 4.2.4 Pemeriksaan Gradasi Bata Ringan... 63 4.2.4 Pengujian Tarik Profil Kanal C... 64 4.3 Tahap Pembuatan Benda Uji... 66 4.3.1 Penyiapan dan Pengelasan Profil Kanal C Ganda... 67 4.3.2 Pencampuran dan Pengecoran Profil Kanal C Ganda... 68 4.3.3 Tahap Perawatan Benda Uji (Curing)... 68 4.4 Tahap Pengujian Benda Uji... 68 4.4.1 Pengujian Kuat Tekan Silinder Beton... 68 4.4.2 Pemeriksaan Modulus Elastisitas beton Menurut ASTM C469-94... 69 4.4.3 Pengujian Kolom Kanal C Ganda Berpengisi Beton ringan... 71 4.5 Tahap Analisa Data... 73 BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 75 5.1 Pendahuluan... 75 5.2 Hasil Pemeriksaan Bahan Penyusun Beton Ringan dan kanal C... 75 5.3 Campuran Adukan Beton Ringan... 76 5.4 Pengujian Benda Uji Beton Ringan Beragregat Kasat Bata Ringan... 78 5.4.1 Pemeriksaan Berat Jenis Beton... 78 5.4.2 Pemeriksaan Kuat Tekan Beton... 80 5.4.3 Pemeriksaan Modulus Elastisitas Beton... 82 5.5 Uji Tarik Baja Profil C... 83 5.6 Hasil Pengujian Kolom kanal C Ganda... 84 5.6.1 Pengujian Kolom Pendek... 85 5.6.1.1 Pengujian DC-100... 85 5.6.1.2 Pengujian DC-150... 86 5.6.1.3 Pengujian DC-200... 88 5.6.1.4 Pengujian DC-250... 89 5.6.2 Pengujian Kolom Panjang... 91 5.6.2.1 Pengujian DC-100... 91 5.6.2.2 Pengujian DC-150... 92 5.6.2.3 Pengujian DC-200... 94 5.6.2.4 Pengujian DC-250... 95 5.6.3 Cek Kelangsingan Kolom... 96 5.6.4 Perhitungan Kapasitas Kolom... 99 5.6.5 Perhitungan Tegangan Tekuk Teoritis Pelat profil C... 103 5.6.6 Perbandingan Beban Maksimum Kolom Kanal C ganda... 104 5.6.6.1 Perbandingan Beban Maksimum Kolom Tanpa Pengisi Beton Ringan dengan Kolom Berpengisi Beton Ringan... 109 5.6.7 Hubungan Antara Beban dan Defleksi pada benda Uji... 114 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN... 119 6.1 Kesimpulan... 119 6.2 Saran... 121 DAFTAR PUSTAKA... 123

DAFTAR TABEL HALAMAN Tabel 2.1 Jenis Beton Ringan Menurut Dobrowolski (1998) dan Neville and Brooks (1987)... 10 Tabel 2.2 Jenis Agregat Ringan Yang Dipilih Berdasarkan Tujuan Konstruksi... 11 Tabel 2.3 Kandungan Bahan-Bahan Kimia Dalam Bahan Baku Semen... 15 Tabel 2.4 Gradasi Kerikil... 25 Tabel 5.1 Mix Design Awal... 77 Tabel 5.2 Mix Design Lapangan... 77 Tabel 5.3 Hasil Pemeriksaan Berat Jenis Beton Ringan... 79 Tabel 5.4 Kuat Tekan Beton Ringan Pada Umur 7, 14 dan 28 Hari... 80 Tabel 5.5 Hasil Pemeriksaan Modulus Elastisitas Beton... 82 Tabel 5.6 Hasil Uji Tarik Baja Profil C... 83 Tabel 5.7 Perbandingan Beban Maksimum pada Kolom Pendek dan Kolom Panjang Tanpa Pengisi Beton Ringan... 104 Tabel 5.8 Perbandingan beban Maksimum pada Kolom Pendek dan Kolom Panjang Berpengisi Beton Ringan... 106 Tabel 5.9 Perbandingan Beban Maksimum dan Beban Izin... 108 Tabel 5.10 Perbandingan Beban Maksimum pada Kolom Pendek dengan panjang 1000 mm... 110 Tabel 5.11 Perbandingan Beban Maksimum pada Kolom Pendek dengan panjang 3500 mm... 111 Tabel 5.12 Persentase Kenaikan beban Yang Dapat Dicapai Setelah pemberian Cor Beton Ringan pada Kolom Pendek... 112 Tabel 5.13 Persentase Kenaikan beban Yang Dapat Dicapai Setelah pemberian Cor Beton Ringan pada Kolom Panjang... 112 Tabel 5.14 Hubungan Beban maksimum dan Defleksi Maksimum pada Kolom Tanpa Pengisi Beton Ringan... 115 Tabel 5.15 Hubungan Beban maksimum dan Defleksi Maksimum pada Kolom Berpengisi Beton Ringan... 115

DAFTAR GAMBAR HALAMAN Gambar 2.1 Kurva Distribusi Ukuran Butir... 25 Gambar 2.2 Jenis Kolom dan Ragam Keruntuhan... 28 Gambar 3.1 Hubungan fas dengan Kuat Tekan Rata-Rata... 31 Gambar 3.2 Penampang Benda Uji Silinder dan Pembebanan... 32 Gambar 3.3 Profil kanal C Ganda dengan Pengaku... 35 Gambar 3.4 Diagram Tegangan-Regangan Untuk Kebanyakan Baja Sruktural. 37 Gambar 3.5 Nilai K untuk Kolom dengan Syarat-Syarat Ujung yang Diperlihatkan... 38 Gambar 3.6 Kurva Tegangan Tekan Aksial dengan Nilai KL/r... 39 Gambar 3.7 Kolom Euler... 42 Gambar 3.8 Koefisien k untuk Tekanan pada Plat Segi Empat... 45 Gambar 3.9 Koefisien Tekuk untuk Plat yang Ditekan Secara Merata Tepi Longitudinal Bertumpuan Sederhana... 46 Gambar 3.10 Penampang dan Plat penghubung pada Kolom... 47 Gambar 4.1 Loading frame... 52 Gambar 4.2 Hydraulic jack... 53 Gambar 4.3 Manometer... 54 Gambar 4.4 Data logger... 55 Gambar 4.5 Universal Testing Machine (UTM)... 56 Gambar 4.6 Sampel uji kuat tarik kanal C... 65 Gambar 4.7 Profil Kanal C Ganda untuk kolom panjang tanpa cor beton pengisi yang telah diberi pengaku... 65 Gambar 4.8 Profil Kanal C Ganda untuk kolom panjang tanpa cor beton pengisi yang telah diberi pengaku... 67 Gambar 4.9 Setting Alat... 72 Gambar 4.10 Penempatan Dial gauge... 72 Gambar 4.11 Tumpuan Sendi... 73 Gambar 4.11 Diagram Alir Metode Penelitian... 73 Gambar 5.1 Diagram Batang Perbandingan Umur Beton Ringan dan Kuat Tekan... 81 Gambar 5.2 Tegangan Regangan Baja Profil C... 84 Gambar 5.3 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 100 mm... 85 Gambar 5.4 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 150 mm... 86 Gambar 5.5 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 200 mm... 88 Gambar 5.6 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 250 mm... 89 Gambar 5.7 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Berpengisi Beton Ringan... 91 Gambar 5.8 Perbandingan Kolom Panjang Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 100 mm... 92 Gambar 5.9 Perbandingan Kolom Panjang Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 150 mm... 94

Gambar 5.10 Perbandingan Kolom Panjang Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 200 mm... 95 Gambar 5.11 Perbandingan Kolom Pendek Tanpa Pengisi dan Berpengisi Beton Ringan dengan Variasi Pengaku 250 mm... 96 Gambar 5.12 Perbandingan Kolom Panjang Berpengisi Beton Ringan... 97 Gambar 5.13 Baja Profil C Ganda Tanpa Pengisi Beton Ringan dengan Pengaku Pelat Arah Lateral... 105 Gambar 5.14 Baja Profil C Ganda Berpengisi Beton Ringan dengan Pengaku Pelat Arah Lateral... 106 Gambar 5.15 Perbandingan Beban Maksimum pada Kolom Pendek dan Kolom Panjang Tanpa Pengisi Beton Ringan... 108 Gambar 5.16 Perbandingan Beban Maksimum pada Kolom pendek dan Kolom Panjang Berpengisi Beton Ringan... 110 Gambar 5.17 Perbandingan Beban Maksimum dan Beban Izin... 111 Gambar 5.18 Perbandingan Beban Maksimum Pada Kolom Pendek... 113 Gambar 5.19 Perbandingan Beban Maksimum Pada Kolom Panjang... 114 Gambar 5.20 Grafik Perbandingan Defleksi pada Kolom Tanpa Pengisi Beton... 116 Gambar 5.21 Grafik Perbandingan Defleksi Pada Kolom Berpengisi Beton... 117 Gambar 5.22 Kegagalan Kolom pendek... 118

DAFTAR LAMPIRAN HALAMAN Lampiran 1 Pemeriksaan Berat Jenis Pasir... 125 Lampiran 2 Pemeriksaan Kandungan Zat Organik Dalam Pasir sebelum dicuci... 127 Lampiran 3 Pemeriksaan Kandungan Zat Organik Dalam Pasir Setelah dicuci... 129 Lampiran 4 Pemeriksaan Kandungan Lumpur Dalam Pasir... 131 Lampiran 5 Pemeriksaan Gradasi Pasir... 133 Lampiran 6 Pemeriksaan Gradasi Agregat Ringan... 134 Lampiran 7 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S2 Umur 7 Hari.. 135 Lampiran 8 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S3 Umur 7 Hari.. 136 Lampiran 9 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S5 Umur 14 Hari... 137 Lampiran 10 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S6 Umur 14 Hari... 138 Lampiran 11 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S7 Umur 28 Hari... 139 Lampiran 12 Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Silinder S8 Umur 28 Hari... 140 Lampiran 13 Cara Perhitungan Campuran Adukan Beton Ringan Beragregat Kasar Citicon... 141 Lampiran 14 Tabel Pengujian Silinder Beton Ringan S10... 142 Lampiran 15 Tabel Pengujian Silinder Beton Ringan S11... 144 Lampiran 16 Tabel Kolom DC1-100... 146 Lampiran 17 Grafik Kolom DC1-100... 147 Lampiran 18 Tabel Kolom DC1-150... 148 Lampiran 19 Grafik Kolom DC1-150... 149 Lampiran 20 Tabel Kolom DC1-200... 150 Lampiran 21 Grafik Kolom DC1-200... 151 Lampiran 22 Tabel Kolom DC1-250... 152 Lampiran 23 Grafik Kolom DC1-250... 153 Lampiran 24 Tabel Kolom DC3.5-100... 154 Lampiran 25 Grafik Kolom DC3.5-100... 155 Lampiran 26 Tabel Kolom DC3.5-150... 156 Lampiran 27 Grafik Kolom DC3.5-150... 158 Lampiran 28 Tabel Kolom DC3.5-200... 159 Lampiran 29 Grafik Kolom DC3.5-200... 161 Lampiran 30 Tabel Kolom DC3.5-250... 162 Lampiran 31 Grafik Kolom DC3.5-250... 164 Lampiran 32 Tabel Kolom DCB1-100... 165 Lampiran 33 Grafik Kolom DCB1-100... 167 Lampiran 34 Tabel Kolom DCB1-150... 168 Lampiran 35 Grafik Kolom DCB1-150... 170 Lampiran 36 Tabel Kolom DCB1-200... 171 Lampiran 37 Grafik Kolom DCB1-200... 173 Lampiran 38 Tabel Kolom DCB1-250... 174 Lampiran 39 Grafik Kolom DCB1-250... 176 Lampiran 40 Tabel Kolom DCB3.5-100... 177 Lampiran 41 Grafik Kolom DCB3.5-100... 180 Lampiran 42 Tabel Kolom DCB3.5-150... 181

Lampiran 43 Grafik Kolom DCB3.5-150... 184 Lampiran 44 Tabel Kolom DCB3.5-200... 185 Lampiran 45 Grafik Kolom DCB3.5-200... 187 Lampiran 46 Tabel Kolom DCB3.5-250... 188 Lampiran 47 Grafik Kolom DCB3.5-250... 190 Lampiran 48 Kuat Tarik Kanal C... 191 Lampiran 49 Dokumentasi Pengujian Slump... 193 Lampiran 50 Dokumentasi Pengujian Kuat Tekan Beton Ringan... 194 Lampiran 51 Dokumentasi Pengujian Modulus Elastisitas Beton Ringan... 199 Lampiran 52 Dokumentasi Pengujian Kolom Kanal C Ganda... 200

INTISARI KOLOM KANAL C GANDA BERPENGISI BETON RINGAN DENGAN BEBAN KONSENTRIK, Deny P. Probo Jiwandono, NPM 060212491, tahun 2010, Bidang Keahlian Struktur, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Baja merupakan salah satu alternatif bahan bangunan yang banyak digunakan di dalam konstruksi. Pemakaian baja sebagai bahan bangunan utama mempunyai beberapa kelebihan, yaitu keseragaman bahan dan sifat-sifatnya yang dapat diduga secara cukup tepat, kestabilan dimensionalnya, dan cepatnya pelaksanaannya. Selama ini baja profil yang sering digunakan dalam konstruksi bangunan seperti kolom, balok dan gelagar jembatan adalah profil Wide Flange atau WF maka pada penelitian ini dicoba membuat kolom menggunakan baja profil C yang selama ini hanya digunakan untuk keperluan konstruksi ringan seperti gording dan rangka atap. Penelitian ini menggunakan profil C yang dirangkai ganda sebagai kolom dengan diberi pengaku baja pelat arah lateral dan diberi cor beton ringan. Panjang kolom baja profil C yang digunakan lebar (b) 33 mm, tinggi (h) 69,4 mm dan tebal (t) 1,4 mm. Benda uji berupa kolom baja profil C ganda sebanyak 16 buah (8 buah kolom panjang dan 8 buah kolom pendek). Kolom pendek tanpa pengisi beton ringan berjumlah 4 buah, dan kolom pendek berpengisi beton ringan berjumlah 4 buah masing-masing dengan variasi pengaku yaitu 100 mm, 150 mm, 200 mm dan 250 mm. Begitu pula untuk kolom panjang, kolom panjang tanpa pengisi beton ringan berjumlah 4 buah, dan kolom panjang berpengisi beton ringan berjumlah 4 buah masing-masing dengan variasi pengaku yaitu 100 mm, 150 mm, 200 mm dan 250 mm. Kolom baja profil C ganda tersebut akan ditinjau kekuatan menahan beban sentris pada pusat sumbu kolom. Pembacaan lendutan hingga profil tersebut mengalami beban maksimum. Hasil penelitian yang diperoleh pada kolom baja profil C dari hasil pengujian beban maksimum, kolom pendek profil C setelah diberi cor beton ringan mengalami kenaikan beban yang diterima rata-rata sebesar 130,4891% sedangkan pada kolom panjang profil C setelah diberi cor beton ringan mengalami kenaikan beban yang diterima rata-rata sebesar 69,204%. Kemampuan kolom yang dapat menahan beban terbesar baik kolom panjang atau kolom pendek baik berpengisi maupun tanpa pengisi beton ringan adalan kolom dengan variasi jarak pengakun 100 mm.defleksi maksimum pada kolom pendek tanpa pengisi beton ringan terjadi pada jarak pengaku 200 mm sebesar 125 mm,sedangkan pada kolom panjang tanpa pengisi beton ringan terjadi pada jarak pengaku 250 mm sebesar 17, 4072 mm. Defleksi maksimum pada kolom pendek berpengisi beton ringan terjadi pada jarak pengaku 100 mm sebesar 2,2484 mm, sedangkan pada kolom panjang berpengisi beton ringan terjadi pada jarak pengaku 150 mm sebesar 28,6165 mm. Kata kunci: kolom kanal C ganda, beton ringan, beban konsentrik